SE448864B - SET TO PREPARE A WATER SOLUTION SUITABLE FOR PREPARATION OF CHLORIDE Dioxide AND SIMILAR REDUCTION OF CHLORINE CONTENT IN A GAS SHELLED CHLORO Dioxide stream - Google Patents

SET TO PREPARE A WATER SOLUTION SUITABLE FOR PREPARATION OF CHLORIDE Dioxide AND SIMILAR REDUCTION OF CHLORINE CONTENT IN A GAS SHELLED CHLORO Dioxide stream

Info

Publication number
SE448864B
SE448864B SE7904377A SE7904377A SE448864B SE 448864 B SE448864 B SE 448864B SE 7904377 A SE7904377 A SE 7904377A SE 7904377 A SE7904377 A SE 7904377A SE 448864 B SE448864 B SE 448864B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
chlorine
solution
chloride
chlorine dioxide
chlorate
Prior art date
Application number
SE7904377A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE7904377L (en
Inventor
D J Jaszka
Vere Partridge H De
Original Assignee
Kema Nord Blekkemi Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kema Nord Blekkemi Ab filed Critical Kema Nord Blekkemi Ab
Publication of SE7904377L publication Critical patent/SE7904377L/en
Publication of SE448864B publication Critical patent/SE448864B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/02Oxides of chlorine
    • C01B11/022Chlorine dioxide (ClO2)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/02Oxides of chlorine
    • C01B11/022Chlorine dioxide (ClO2)
    • C01B11/023Preparation from chlorites or chlorates
    • C01B11/025Preparation from chlorites or chlorates from chlorates without any other reaction reducing agent than chloride ions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

448 864 Kommersiellt sker dessa reaktioner genom att reak- tanterna matas kontinuerligt in i ett reaktionskärl och det klor och den klordioxid som produceras däri avlägsnas konti- nuerligt från reaktionskärlet. 448 864 Commercially these reactions take place by continuously feeding the reactants into a reaction vessel and continuously removing the chlorine and chlorine dioxide produced therein from the reaction vessel.

En enreaktorsprocess för framställning av klordioxid beskrivas i US. PS 3 563 702, vars läror skall anses ingå i föreliggande beskrivning, vari alkalimetallklorat, en alkali- metallklorid och en mineralsyralösning kontinuerligt matas till en enda reaktor, som utgör både generator, evaporator och kristallisator, i mängder som är tillräckliga för att bilda klordioxid och klor vid en temperatur på cirka 50 - 1000 C och en surhet på cirka 2 - 5 - N eller högre i närvaro av en kata- lysator, eller cirka 4 -_l2 - N utan katalysator, avlägsnande av vatten genom vakuuminducerad förångning vid cirka 100 - l40 mm Hg absolut, med åtföljande avlägsning av klordioxid och klor, kristallisation av mineralsyrasaltet i generatorn och av- lägsnande av kristallerna från reaktorn. Ett sådant system finns kommersiellt tillgängligt under benämningen SVP -pro- cessen, från Hooker Chemicals & Plastics Corp.A single reactor process for the production of chlorine dioxide is described in the US. PS 3 563 702, the teachings of which are to be incorporated in the present description, wherein alkali metal chlorate, an alkali metal chloride and a mineral acid solution are continuously fed to a single reactor, which constitutes both generator, evaporator and crystallizer, in amounts sufficient to form chlorine dioxide and chlorine at a temperature of about 50 - 1000 C and an acidity of about 2 - 5 - N or higher in the presence of a catalyst, or about 4 - 12 - N without catalyst, removal of water by vacuum-induced evaporation at about 100 - l40 mm Hg absolute, with concomitant removal of chlorine dioxide and chlorine, crystallization of the mineral acid salt in the generator and removal of the crystals from the reactor. Such a system is commercially available under the name SVP process, from Hooker Chemicals & Plastics Corp.

När reaktionen sker i generatorn och i reaktioner där svavelsyra användes som mineralsyrareaktant faller kristal- ler av natriumsulfat och natriumvätesulfat ut i mängder som be- ror av syrakoncentrationen och avsätter sig på generatorns bot- ten, varifrån de avdrages i form av en uppslamning.When the reaction takes place in the generator and in reactions where sulfuric acid is used as mineral acid reactant, crystals of sodium sulphate and sodium hydrogen sulphate precipitate in amounts which depend on the acid concentration and deposit on the bottom of the generator, from which they are withdrawn in the form of a slurry.

Förutom användningen av svavelsyra kan saltsyra också användas som mineralsyrareaktant, i vilket fall kristal- lerna som avlägsnas från generatorn är alkalimetallkloridkri- staller, vilken produkt ofta är mindre önskvärd än alkalime- tallsulfat. Natriumsulfat är en värdefull biprodukt, vilken kan användas vid framställning av kraftmassa vilket också gäl- ler klordioxiden. Därför är system som producerar klordioxid och natriumsulfat särskilt användbara, genom att koordinering på platsen kan åstadkommas med massabehandlingsoperationer, under användning både av den primära klordioxidprodukten och den återvunna natriumsulfaten i massaprocessen, och då särskilt i kraftmassaprocesser. lr 448 864 3 I vissa fall är emellertid kravet på natriumsulfat kraftigt reducerat eller undanröjt. I vissa typer av massapro- cesser behövs ingen natriumsulfat. I vissa kraftmassaprocesser kan behovet av natriumsulfat reduceras eller varieras och depo- neringen av överskottssalt skapar problem beroende på de miljö- skyddsföreskriftersom för närvarande gäller. Medan kravet på reducerade kvantiteter av natriumsulfat kan variera kvarstår behovet av klordioxiden.In addition to the use of sulfuric acid, hydrochloric acid can also be used as a mineral acid reactant, in which case the crystals removed from the generator are alkali metal chloride crystals, which product is often less desirable than alkali metal sulfate. Sodium sulphate is a valuable by-product, which can be used in the production of kraft pulp, which also applies to chlorine dioxide. Therefore, systems that produce chlorine dioxide and sodium sulfate are particularly useful, in that on-site coordination can be achieved with pulp treatment operations, using both the primary chlorine dioxide product and the recovered sodium sulfate in the pulp process, and especially in kraft pulp processes. lr 448 864 3 In some cases, however, the requirement for sodium sulphate is greatly reduced or eliminated. In certain types of pulping processes, no sodium sulphate is needed. In some kraft pulp processes, the need for sodium sulphate can be reduced or varied and the deposition of excess salt creates problems depending on the environmental protection regulations that currently apply. While the requirement for reduced quantities of sodium sulfate may vary, the need for chlorine dioxide remains.

I de fall där minskade kvantiteter av eller ingen natriumsulfat behövs kan enreaktorprocessen konverteras för an- vändning av saltsyra som mineralsyrareaktant, i vilket fall bi- produkten blir natriumklorid. Dylika system är emellertid ic- ke lika effektiva som de system som utnyttjar svavelsyra. Vida- re produceras endast natriumklorid och i-de fall, där varieran- de kvantiteter natriumsulfat erfordras skulle en generering av den önskade mängden natriumsulfat nödvändiggöra omkastningar fram och tillbaka från ett katalyserat svavelsyrasystem till ett katalyserat saltsyrasystem, med alla de problem som upp- kommer därvid.In cases where reduced quantities of or no sodium sulphate are needed, the single reactor process can be converted for the use of hydrochloric acid as mineral acid reactant, in which case the by-product becomes sodium chloride. However, such systems are not as efficient as the systems that use sulfuric acid. Furthermore, only sodium chloride is produced and in cases where varying quantities of sodium sulphate are required, a generation of the desired amount of sodium sulphate would necessitate reversals back and forth from a catalyzed sulfuric acid system to a catalyzed hydrochloric acid system, with all the problems that arise. .

Föreliggande uppfinning kan utnyttjas i vilken som helst konventionell klordioxidgenererande process med använd- ning av ett kloridreducerande medel, vari klor också produce- ras. Exempel på system är SVP -II-processen liksom R-2-proces- sen och Kesting-processen. Dessa kommersiella processer produ- cerar pâ konventionellt sätt en blandning av klordioxid och klor. Fördelen med att använda C102 i stället för C12 vid t.ex. massablekning är, att detta ger hög ljushet med små för- luster i fiberstyrka. För närvarande producerar alla existeran- de kommersiella processer Cl2 i varierande mängder tillsammans med C102. En viss separation sker i de C102-tvättorn som an- vändes i dylika anordningar, eftersom C102 är betydligt mera lösligt i vatten än C12. Det resulterande utflödet från tvätt- tornet eller skrubbern innehåller cirka 8 g per liter C102 och l,5 - 2 g per liter C12. C12-överskottet återvinnes från tvätt- tornets topp och matas till en kaustik-skrubber. Om emellertid för mycket C12 finns i C102-H20-lösningen påverkas massafiber- styrkan mycket allvarligt. De l - 2 g . 'per liter klor som 448 864 4 för närvarande uppnås ligger på gränsen i detta hänseende, och en mer effektiv separation av C102 från C12 skulle vara önsk- värd om möjligt.The present invention can be utilized in any conventional chlorine dioxide generating process using a chloride reducing agent, wherein chlorine is also produced. Examples of systems are the SVP -II process as well as the R-2 process and the Kesting process. These commercial processes conventionally produce a mixture of chlorine dioxide and chlorine. The advantage of using C102 instead of C12 in e.g. mass bleaching is that this gives high brightness with small losses in fiber strength. At present, all existing commercial processes produce Cl2 in varying amounts together with C102. Some separation occurs in the C102 washing towers used in such devices, since C102 is significantly more soluble in water than C12. The resulting effluent from the washing tower or scrubber contains approximately 8 g per liter of C102 and 1.5 - 2 g per liter of C12. Excess C12 is recovered from the top of the washing tower and fed to a caustic scrubber. However, if too much C12 is present in the C102-H20 solution, the pulp fiber strength is very severely affected. De l - 2 g. per liter of chlorine currently obtained is at the limit in this respect, and a more efficient separation of C102 from C12 would be desirable if possible.

Olika sätt för selektivt avlägsnande av Cl2 från C102 och vice versa har tagits fram under åren. 1936 utlärdes enligt US. PS. 2 036 311 att oxider, hydroxider och karbonater av alkalimetaller eller alkaliska jordartsmetaller i närvaro av vatten selektivt absorberade C12.Various methods for the selective removal of Cl2 from C102 and vice versa have been developed over the years. 1936 was taught according to the US. PS. 2,036,311 that oxides, hydroxides and carbonates of alkali metals or alkaline earth metals in the presence of water selectively absorbed C12.

US. PS 2 078 045 utlärde att fortsatt klorering av kalciumoxid resulterade i bildning av kalciumklorat, som när den behandlades med HC1 bildade C102.US. PS 2,078,045 taught that continued chlorination of calcium oxide resulted in the formation of calcium chlorate, which when treated with HCl formed C102.

US. PS. 2 108 976 utlärde att när en C1O2-C12-gas- blandning bubblades genom vattenhaltig H2S04 absorberades CI2 selektivt, vilken senare kan återvinnas genom luftavdrivning.US. PS. 2,108,976 taught that when a C102-C12 gas mixture was bubbled through aqueous H2SO4, Cl2 was selectively absorbed, which can later be recovered by air evaporation.

När på liknande sätt C102-C12 bubblas genom utspädd vattenhal- tig HC1 absorberas C102 selektivt.Similarly, when C102-C12 is bubbled through dilute aqueous HCl, C102 is selectively absorbed.

US. PS 3 063 218 utlär, att C102 selektivt absorbe- ras från C12 när den bringas i kontakt med silikagel vid tem- peraturer över 30° C under bildning av en stabil blandning av klordioxid och silikagel. Klordioxiden kan desorberas genom ökning av temperaturen och avdrivning med luft. Genom US. PS. 2 481 241 utläres, att C102 kan renas genom tillsats av till- räcklig mängd S02 för reaktion med C12. Enligt US. PS 2 871 097 beskrives också motströmsreaktion av ClO2-Cl2-gas- blandningar med en ekvimclär lösning av NaC103 och NaC102. _ Alla dessa processer skulle ge renad C102. Emeller- tid tycks ingen vara praktiskt genomförbar ur driftssynpunkt eller i ekonomiskt hänseende. För närvarande finns inget behov att erhålla ren C102 och icke heller finns det något behov att eliminera C12-produktionen helt. Det är bara nödvändigt att minska de nuvarande 1 - 2 gram per liter C12 i C102-lösningen som för närvarande erhålles. Eftersom vid massaframställning C12 vanligtvis användes i blekningsprocesserna är det vidare onödigt att gå till en sådan ytterlighet att totalt eliminera C12-produktionen.US. PS 3,063,218 teaches that C102 is selectively absorbed from C12 when contacted with silica gel at temperatures above 30 ° C to form a stable mixture of chlorine dioxide and silica gel. The chlorine dioxide can be desorbed by increasing the temperature and evaporation with air. By US. PS. 2,481,241 teaches that C102 can be purified by adding a sufficient amount of SO2 for reaction with C12. According to the US. PS 2,871,097 also describes the countercurrent reaction of ClO2-Cl2 gas mixtures with an equimicurial solution of NaClO3 and NaCl2. _ All of these processes would yield purified C102. However, no one seems to be practically feasible from an operational point of view or financially. At present, there is no need to obtain pure C102, nor is there any need to eliminate C12 production completely. It is only necessary to reduce the current 1-2 grams per liter of C12 in the C102 solution currently obtained. Furthermore, since in mass production C12 is usually used in the bleaching processes, it is unnecessary to go to such an extreme to completely eliminate C12 production.

Det har nu visat sig i enlighet med föreliggande uppfinning, att ett effektivt avlägsnande av klor från en gas- 448 864 5 blandning av klor och klordioxid kan uppnås genom att gas- blandningen ledes i motström genom en tvätt- eller skrubber- lösning innehållande natriumklorat, natriumklorid och natrium- hydroxid. Den mest effektiva användningen av denna teknik upp- kommer när förhållandet av klorat, klorid, och hydroxid är sådant att utbytet efter reaktion; med klor i gasblandningen en produktström närmar sig sammansättningen på R-2-matningen till klordioxidgeneratorn. Ideala operationsbetingelser inne- bär också en nära neutral skrubberlösning, d.v.s. pH 6 - 8, och en temperatur i storleksordningen cirka 60 - 800 C, även om temperaturer mellan cirka 50 och cirka 1000 C och ett pH från cirka 4 till cirka 9 kan vara användbart. Föreliggande uppfinning åstadkommer en kontinuerlig i motsats till satsvis process för reduktion av klor i en klordioxidström, vilken process förbrukar all alkali som finns närvarande i skrubber- lösningen.It has now been found in accordance with the present invention that an effective removal of chlorine from a gas mixture of chlorine and chlorine dioxide can be achieved by passing the gas mixture countercurrently through a washing or scrubbing solution containing sodium chlorate. sodium chloride and sodium hydroxide. The most effective use of this technique arises when the ratio of chlorate, chloride, and hydroxide is such that the yield after reaction; with chlorine in the gas mixture a product stream approaches the composition of the R-2 feed to the chlorine dioxide generator. Ideal operating conditions also imply a near neutral scrubber solution, i.e. pH 6 - 8, and a temperature in the order of about 60-800 ° C, although temperatures between about 50 and about 1000 ° C and a pH from about 4 to about 9 may be useful. The present invention provides a continuous in contrast batch process for the reduction of chlorine in a chlorine dioxide stream, which process consumes all the alkali present in the scrubber solution.

Pâ den bifogade ritningen visas ett schematiskt flödesschema, som illustrerar olika aspekter av föreliggande uppfinning.The accompanying drawing shows a schematic flow chart illustrating various aspects of the present invention.

På ritningen betecknar 10 klordioxidreaktorn i all- mänhet, vilken kan vara vilken som helst reaktor som lämpar sig för framställning av klordioxid. Den visade klordioxidre- aktorn fungerar som generator, förångare och kristallisator enligt enreaktorprocessen. Till reaktionskärlet 10 är förbun- den cirkulationsledning 42 för reaktionslösningen, vilken är utrustad med en värmeväxlare 44, syrainloppsorgan 46, klorat- reaktantinlopp 48, vilket också kan fungera som inmatningsstäl- le för ett reduktionsmedel såsom en alkalimetallklorid, ut- lopp 50 för avlägsnande av alkalimetallsaltkristaller och pump 52.In the drawing, 10 denotes the chlorine dioxide reactor in general, which may be any reactor suitable for the production of chlorine dioxide. The chlorine dioxide reactor shown functions as a generator, evaporator and crystallizer according to the single reactor process. Connected to the reaction vessel 10 is a circulation line 42 for the reaction solution, which is equipped with a heat exchanger 44, oxygen inlet means 46, chlorate reactant inlet 48, which can also function as a feed point for a reducing agent such as an alkali metal chloride, outlet 50 for removal alkali metal salt crystals and pump 52.

Reaktionslösningen pumpas kontinuerligt genom slingan 42, i vilken reaktantkoncentrationen och reaktionslös- ningens temperatur styres och den fasta produkten avlägsnas.The reaction solution is continuously pumped through the loop 42, in which the reactant concentration and the temperature of the reaction solution are controlled and the solid product is removed.

Uppslamningen av fast kristallint alkalimetallsulfat, som av- lägsnas vid utloppet 50, ledes via ledningen 54 till separa- torn 56 för skiljande av fast och flytande material, vilken kan vara av vilken som helst i och för sig känd anordning, men 448 864 6 som här illustreras i form av ett roterande filter. En cyklon- separator, icke visad, kan med fördel sättas in i ledningen 54 mellan filtret 56 och utloppet 50 för klassificering och för- tjockning av uppslamningen av fast alkalimetallsulfat innan det matas in i filtret. Sålunda kan en viss mängd av finfrak- tionen avsepareras före filtreringen och i kombination med filtratet och tvättvattnet från filtret 56 återföras via led- _ ningen 58 till inloppet 48 på slingan 42. I vilket fall som helst återföres tvättvattnet och filtratet från filtret 56 via ledningen 58 och slingan 42 till huvuddelen av reaktionslös- ningen i reaktorn 10. Produkten, d.v.s. neutral alkalimetall- sulfat, avlägsnas från filtret 56.The slurry of solid crystalline alkali metal sulfate, which is removed at the outlet 50, is passed via line 54 to the separator 56 for separating solid and liquid material, which may be of any device known per se, but 448 864 6 which here is illustrated in the form of a rotating filter. A cyclone separator, not shown, can be advantageously inserted into the conduit 54 between the filter 56 and the outlet 50 for classifying and thickening the slurry of solid alkali metal sulfate before it is fed into the filter. Thus, a certain amount of the fine fraction can be separated before the filtration and in combination with the filtrate and the washing water from the filter 56 returned via the line 58 to the inlet 48 on the loop 42. In any case the washing water and the filtrate from the filter 56 are returned via the line 58 and loop 42 to the bulk of the reaction solution in reactor 10. The product, ie neutral alkali metal sulfate, is removed from the filter 56.

Produktångan, innehållande upp till cirka 10 % klor- dioxid, klor och vattenånga lämnar reaktorn 10 via ledningen 60 till kylaren 62, i vilken vattenånga kondenseras och klor- dioxid/klorblandningen snabbt kyles till en temperatur under dess sönderfallstemperatur. Kondensatet avlägsnas från kylaren 62 via ledningen 64 och cirkuleras till ledningen 80 för in- matning i absorbatorn 82. På detta sätt matas endast gaser till klordioxidskrubbern för behandling. Gasformig klordioxid och klor lämnar kylaren 62 via ledningen 70 och matas till den undre delen av klordioxidskrubbern 72. Kloren i den gasformiga blandningen reageras med den vätskeformiga motströmmande natriumklorid/natriumklorat/natriumhydroxid-lösningen som in- föres via ledningen 66 enligt reaktionsformeln: 3Cl2 + 6 NaOH -à> NaClO3 + 5 NaCl + 3H2O Saltblandningen som matas genom ledningen 66 är så proportionerad att den innehåller en approximativt stökiometrisk mängd natriumhydroxid för reaktion företrädesvis med klor till att ge klordioxid med minimalt klorinnehåll. Förhållandet nat- riumklorat och natriumklorid i blandningen väljes så att en produktströmsammansättning erhålles som approximativt motsvarar sammansättningen av kloratreaktantinmatningen till reaktions- ä slingan 42 genom ledningen 48. Dessutom är det önskvärt att bibehålla natriumkloridkoncentrationen nära mättnadskoncentra- 448 864 7 tionen, t.ex. över cirka 75 % och företrädesvis över cirka 90 % av mättnadskoncentrationen, för att minimera klordioxidens löslighet i skrubberlösningen, samtidigt som kloratkoncentra- tionen minimeras i en sådan utsträckning som är nödvändigt för att undvika kristallisation i skrubbern. Den önskade reak- tionen uppnås genom drift av skrubbersystemet vid en tempera- tur i området 60 - 800 C och med pH på skrubberlösningen nära neutralt, d.v.s. mellan pH 6 och pH 8, vid vilka betingelser bildningen av klorat från HOCl och NaOC1 är maximerad. En hålltank 76 kan vara nödvändig för att uppnå fullständig om- vandling av OCl_ till ClO3_. Reaktionsprodukten från skrubber- reaktionen lämnar skrubbern.72 via ledningen 74 till en even- tuell hålltank 76 och ledes sedan via ledningen 78 tillbaka till cirkulationsledningen 42 för reaktionslösningen. För be- kvämlighets skull visas ledningen 78 så som om den förenats med ledningen 48 tillsammans med kloratreaktantinloppet, även om givetvis andra arrangemang kan tänkas.The product vapor, containing up to about 10% chlorine dioxide, chlorine and water vapor, leaves the reactor 10 via line 60 to the cooler 62, in which water vapor condenses and the chlorine dioxide / chlorine mixture is rapidly cooled to a temperature below its decomposition temperature. The condensate is removed from the cooler 62 via line 64 and circulated to line 80 for supply to the absorber 82. In this way, only gases are fed to the chlorine dioxide scrubber for treatment. Gaseous chlorine dioxide and chlorine leave the cooler 62 via line 70 and are fed to the lower part of the chlorine dioxide scrubber 72. The chlorine in the gaseous mixture is reacted with the liquid countercurrent sodium chloride / sodium chlorate / sodium hydroxide solution introduced via line 66 according to reaction formula 6: 3Cl2 + NaOH - α> NaClO 3 + 5 NaCl + 3H 2 O The salt mixture fed through line 66 is proportioned to contain an approximately stoichiometric amount of sodium hydroxide for reaction preferably with chlorine to give chlorine dioxide with minimal chlorine content. The ratio of sodium chlorate to sodium chloride in the mixture is selected so that a product stream composition is obtained which approximately corresponds to the composition of the chlorate reactant feed to the reaction loop 42 through line 48. In addition, it is desirable to maintain the sodium chloride concentration close to the saturation concentration. above about 75% and preferably above about 90% of the saturation concentration, in order to minimize the solubility of the chlorine dioxide in the scrubber solution, while at the same time minimizing the chlorate concentration to the extent necessary to avoid crystallization in the scrubber. The desired reaction is achieved by operating the scrubber system at a temperature in the range 60 DEG-800 DEG C. and with the pH of the scrubber solution close to neutral, i.e. between pH 6 and pH 8, under which conditions the formation of chlorate from HOCl and NaOCl is maximized. A holding tank 76 may be necessary to achieve complete conversion of OCl_ to ClO3_. The reaction product from the scrubber reaction leaves the scrubber 72 via line 74 to a possible holding tank 76 and is then led via line 78 back to the circulation line 42 for the reaction solution. For convenience, line 78 is shown as if it were connected to line 48 together with the chlorate reactant inlet, although of course other arrangements are conceivable.

Klordioxiden, nu väsentligen helt fri från gasfor- mig klor, lämnar skrubbern 72 via ledningen 80 till ClO2-ab- sorbatorn 82, där den förenas med vattenkondensatet från led- ningen 64. Kylt vatten matas till absorbatorns övre del genom ledningen 81 och avlägsnas från absorbatorns botten som en klordioxidlösning via ledningen 84 för användning.The chlorine dioxide, now substantially completely free of gaseous chlorine, leaves the scrubber 72 via line 80 to the ClO2 absorber 82, where it is combined with the water condensate from line 64. Cooled water is fed to the upper part of the absorber through line 81 and removed from the bottom of the absorber as a chlorine dioxide solution via line 84 for use.

Försiktighet måste iakttagas vid valet av saltlös- ningens proportioner för att undvika kristallisationsproblem med natriumklorat i skrubberreaktorn. Såsom tidigare nämnts är det emellertid önskvärt att välja proportionerna av klorat, klorid och hydroxid i skrubberlösningen så att en produktlös- ning med approximativt samma sammansättning som den ursprung- liga reaktanten erhålles, d.v.s. inmatningen till klordioxid- generatorn. Idealt har reaktantinmatningen approximativt samma sammansättning som en R-2-lösning, med ett klorid-till-klorat- förhållande på cirka O,7:l - 5:1. Beroende på reaktionslös- ningens aktivitet i den kombinerade generatorn-evaporatorn- kristallisatorn som användes i den föredragna utföringsformen och temperaturen på reaktionslösningen, kan användningen av in- 448 864 8 matningslösningar där det molära förhållandet mellan klorid och klorat ligger nära 0,7:l eller 5:1 leda till utfällning av natriumklorat respektive natriumklorid, vilket återvinnas till- sammans med alkalimetallsaltet av den använda syran. Vidare kan matning av en lösning till reaktorn med ett klorid-till- klorat-förhållande på mindre än l:l kräva tillsats av klorid för åstadkommande av effektiv drift. Detta kan undvikas genom ändring av inmatningslösningens sammansättning. För produktio- nen av klordioxid föredrages användningen av inmatningslösningar med ett molärt förhållande i storleksordningen l,0:l - l,3:l.Care must be taken when choosing the proportions of the brine to avoid crystallization problems with sodium chlorate in the scrubber reactor. However, as previously mentioned, it is desirable to select the proportions of chlorate, chloride and hydroxide in the scrubber solution so that a product solution having approximately the same composition as the original reactant is obtained, i.e. the input to the chlorine dioxide generator. Ideally, the reactant feed has approximately the same composition as an R-2 solution, with a chloride-to-chlorate ratio of about 0.7: 1-5: 1. Depending on the activity of the reaction solution in the combined generator-evaporator crystallizer used in the preferred embodiment and the temperature of the reaction solution, the use of feed solutions in which the molar ratio of chloride to chlorate is close to 0.7: 1 or 5: 1 lead to precipitation of sodium chlorate and sodium chloride, respectively, which is recovered together with the alkali metal salt of the acid used. Furthermore, feeding a solution to the reactor with a chloride-to-chlorate ratio of less than 1: 1 may require the addition of chloride to achieve efficient operation. This can be avoided by changing the composition of the input solution. For the production of chlorine dioxide, the use of feed solutions with a molar ratio in the order of 1: 0: 1 - 1, 3: 1 is preferred.

Vid detta förhållande hålles företrädesvis syranormaliteten på inmatningsreaktantsystemet företrädesvis vid cirka 3 - 4, även om helst en normalitet på cirka 3,4 - 3,8 bör hållas. Vi- dare föredrages att upprätthålla kloridjonmolariteten vid cirka 0,5 - 2 och kloratjonmolariteten vid cirka l - 2.At this ratio, the acid normality of the feed reactant system is preferably maintained at about 3-4, although most preferably a normality of about 3.4-3.8 should be maintained. Furthermore, it is preferred to maintain the chloride ion molar at about 0.5 - 2 and the chlorate ion molar at about 1 - 2.

För att illustrera uppfinningen presenteras nedan- stående exempel, som dock icke skall anses utgöra någon be- gränsning av uppfinningen.To illustrate the invention, the following examples are presented, which, however, are not to be construed as constituting any limitation of the invention.

Exempel l - 4 En C102-generator i laboratorieskala av NaClO2-typ användes till att ge en blandning av C102, Clz och luft. Denna blandning späddes ut ytterligare med approximativt 2100 m1 yt- terligare luft per minut. Gasblandningen leddes in i botten på efl:l27 mm hög x 22 mm diameter glastorn, packat med 3,2 mm glasspiraler. Samtidigt leddes en het lösning av natriumklorid/- natriumklorat/natriumhydroxid i motström nedåt genom glastornet för tvättning av gasblandningen. Sammansättningen av gasinmat- ningen analyserades med avseende både på klor och klordioxid både före och efter skrubbningen. Dessutom bestämdes samman- sättningen av den förbrukade skrubberlösningen med avseende bå- de på NaClO och NaCl03. Dessutom uppmättes temperaturen på skrubberlösningen och pH på den förbrukade lösningen. Resulta- ten av dessa exempel illustreras i tabellen, där förbättringar- na av klordioxidandelen som finns kvar i den skrubbade gas- strömmen framgår tydligt. .ml- 448 864 uemflmmn wuufl az Nflu pmfifimammfiflfiu >ß show H www nflëxfia QUHN mo .uwsfl wma wøwmwu: «« nwnsoaox H mšfluwmflfldwßmwuk Unwkfwmšw w wß Hß www o wm ww cwm m “mn«:wwH@uw>p mflfi mm www m momz Homz mofiumz Hwm .,¶,. w.@|@ wmm o.m mm «m owøcß mm.ø ~ø.° m«.ø ø~.u m.m u mwflnmwmm fl_~H|o.m az m.N øm wm øwaoß mm_o ~U~o m«_ø @~.ø >_møm.H u Nwfiæmwmm ~_ß|m.w mmßw ~.m ßw mv owxøß wmm_o wmH~c mmm.ø mmm.ø >.H m Hwfißwwmm N.NH az mm wwfow >m»~« oß H«.o mc~c øm.ø wN.ø ß.mww+m 4 mmfiumwmm _ .¶ . N . N _ N N,. _ M ofiu Hu ofiu Hu mm ofiomz wmmofiumz msHø»»m>» .mawv .nfifi mnqc .un.xm H\m .nppmmcmeamw uwpww wnmu |w»wfiu@ ...ps ¶ fifl |\=m@H :maa .nmmåuvmkwu umxduflnmm NOAU w mm :Noummm . AW* ÉQEMHWV .Hwmdw 1 _ d: tvumbu .HQMMÉB 448 864 lo Exempel 5 En klordioxidgenerator av laboratorietyp användes för framställning av klordioxid och klor såsom illustrerats i exemplen 1 - 4. Sedan jämvikt uppnåtts resulterade följande produktströmmar och approximativa materialbalanser.Examples 1-4 A NaClO2 type laboratory scale C102 generator was used to give a mixture of C102, Cl2 and air. This mixture was further diluted with approximately 2100 m1 of additional air per minute. The gas mixture was led into the bottom of a 27: l27 mm high x 22 mm diameter glass tower, packed with 3.2 mm glass spirals. At the same time, a hot solution of sodium chloride / sodium chlorate / sodium hydroxide was passed downstream through the glass tower to wash the gas mixture. The composition of the gas feed was analyzed for both chlorine and chlorine dioxide both before and after scrubbing. In addition, the composition of the spent scrubber solution was determined with respect to both NaClO and NaClO 3. In addition, the temperature of the scrubber solution and the pH of the spent solution were measured. The results of these examples are illustrated in the table, where the improvements in the chlorine dioxide content that remain in the scrubbed gas stream are clear. .ml- 448 864 uem fl mmn wuu fl az N fl u pm fifi mamm fiflfi u> ß show H www n fl ëx fi a QUHN mo .uws fl wma wøwmwu: «« nwnsoaox H mš fl uwm flfl dwßmwuk Unwkfwmšw ww wm m ww mm m momz Homz mo fi umz Hwm., ¶ ,. w. @ | @ wmm om mm «m owøcß mm.ø ~ ø. ° m« .ø ø ~ .u mm u mw fl nmwmm fl_ ~ H | om az mN øm wm øwaoß mm_o ~ U ~ om «_ø @ ~ .ø > _møm.H u Nw fi æmwmm ~ _ß | mw mmßw ~ .m ßw mv owxøß wmm_o wmH ~ c mmm.ø mmm.ø> .H m Hw fi ßwwmm N.NH az mm wwfow> m »~« oß H «.o mc ~ c øm.ø wN.ø ß.mww + m 4 mm fi umwmm _ .¶. N. N _ N N ,. _ M o fi u Hu o fi u Hu mm o fi omz wmmo fi umz msHø »» m> ».mawv .n fifi mnqc .un.xm H \ m .nppmmcmeamw uwpww wnmu | w» w fi u @ ... ps ¶ fifl | \ = m @ H: maa .nmmåuvmkwu umxdu fl nmm NOAU w mm: Noummm. AW * ÉQEMHWV .Hwmdw 1 _ d: tvumbu .HQMMÉB 448 864 lo Example 5 A laboratory-type chlorine dioxide generator was used to produce chlorine dioxide and chlorine as illustrated in Examples 1 - 4. After equilibrium was reached, the following product flows and approximate material balances resulted.

En gasström innehållande 0,20 g per minut C12 och 0,45 g per minut C102 bringades i C102-skrubbern i kontakt med 3,5 ml per minut tvättlösning innehållande 283 g per liter NaClO3 (2l,8 %), 71 g per liter NaCl (5,6 %), 78 g per liter NaOH (6,0 %) och 868 g per liter H20 (66,6 %). Tvättlösningen till- handahöll sålunda 0,27 g per minut NaOH, 0,25 g per minut NaCl, 0,98 g per minut NaClO3 och 3,00 g per minut H20. Vid drift vid ett pH på 7 och vid en temperatur på 70 - 800 C var den avgående gasens sammansättning 0,33 g per minut C102 och 0,02 g per minut C12, vilket motsvarar ett 90-procentigt av- lägsnande av C12 med en 73-procentig återvinning av C102.A gas stream containing 0.20 g per minute of C12 and 0.45 g per minute of C102 was contacted in the C102 scrubber with 3.5 ml per minute of washing solution containing 283 g per liter of NaClO3 (2.1, 8%), 71 g per liter NaCl (5.6%), 78 g per liter of NaOH (6.0%) and 868 g per liter of H 2 O (66.6%). The wash solution thus provided 0.27 g per minute NaOH, 0.25 g per minute NaCl, 0.98 g per minute NaClO 3 and 3.00 g per minute H 2 O. When operating at a pH of 7 and at a temperature of 70 - 800 C, the composition of the effluent gas was 0.33 g per minute C102 and 0.02 g per minute C12, which corresponds to a 90% removal of C12 with a 73% recovery of C102.

Tvättlösningens sammansättning vid utloppet var 0,52 g per minut NaCl (10,8 %), 1,23 g per minut NaClO3 (25,6 %) och 3,06 g per minut H20 (63,6 %). Den C102 som reagerat med tvättlösningen (27 % förlust) konverteradestill NaC1O , i enlighet med formlerna: ZNaOH + 2 C102 ___-à NaClOz + NaClO3 + H20 HOCl + NaClOz ---9 NaClO3 + HCl HCl + NaOH í-fi NaCl + H20 Q.)The composition of the wash solution at the outlet was 0.52 g per minute NaCl (10.8%), 1.23 g per minute NaClO 3 (25.6%) and 3.06 g per minute H 2 O (63.6%). The C102 reacted with the washing solution (27% loss) converted to NaClO2, according to the formulas: ZNaOH + 2 C102 ___- à NaClOz + NaClO3 + H20 HOCl + NaClOz --- 9 NaClO3 + HCl HCl + NaOH í- Q.)

Claims (6)

H 448 864 PatentkravH 448 864 Patent claim 1. Sätt att framställa en vattenlösning lämplig för framställning av klordioxid och samtidig reducering av klorinnehâllet i en gastormig klordioxidström erhâllen genom reduktion av klorat, k ä n n e t e c k n a t därav, att kloren avlägsnas genom omsättning med en lösning inne- hållande natriumhydroxid i approximativt stökiometrisk mängd samt natriumklorid och natriumklorat i sådan samman- sättning att förhållandet klorid till klorat i reaktions- produkten är cirka Û,7:1 - 5:1.A process for preparing an aqueous solution suitable for the production of chlorine dioxide and the simultaneous reduction of the chlorine content in a gaseous chlorine dioxide stream obtained by reduction of chlorate, characterized in that the chlorine is removed by reaction with a solution containing sodium hydroxide in an approximate amount of sodium chloride. and sodium chlorate in such a composition that the ratio of chloride to chlorate in the reaction product is about Û, 7: 1 - 5: 1. 2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att reaktionen genomföres vid en temperatur av cirka 50-10D°C och vid ett pH av cirka 4-9.2. A process according to claim 1, characterized in that the reaction is carried out at a temperature of about 50-10D ° C and at a pH of about 4-9. 3. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att reaktionen genomföras vid en temperatur av cirka 70~80°C och vid ett pH av cirka 6-8.3. A process according to claim 1 or 2, characterized in that the reaction is carried out at a temperature of about 70 ~ 80 ° C and at a pH of about 6-8. 4. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att mängden natriumklorid i lösningen överstiger 75% av mättnadskoncentrationen.4. A method according to claim 1, characterized in that the amount of sodium chloride in the solution exceeds 75% of the saturation concentration. 5. Sätt enligt krav 1 eller 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att mängden natriumklorid i Lösningen överstiger 90% av mättnadskoncentrationen.5. A method according to claim 1 or 4, characterized in that the amount of sodium chloride in the solution exceeds 90% of the saturation concentration. 6. Sätt enligt något av krav 1, 4 eller 5, k ä n n e - t e c k n a t därav, att Lösningen är så sammansatt att det molära förhållandet mellan natriumklorid och natrium- klorat i reaktionsprodukten är cirka 1,0:1 - 1,3:1.6. A process according to any one of claims 1, 4 or 5, characterized in that the solution is so composed that the molar ratio of sodium chloride to sodium chlorate in the reaction product is about 1.0: 1 - 1.3: 1 .
SE7904377A 1978-05-19 1979-05-18 SET TO PREPARE A WATER SOLUTION SUITABLE FOR PREPARATION OF CHLORIDE Dioxide AND SIMILAR REDUCTION OF CHLORINE CONTENT IN A GAS SHELLED CHLORO Dioxide stream SE448864B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/907,432 US4216195A (en) 1978-05-19 1978-05-19 Production of chlorine dioxide having low chlorine content

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE7904377L SE7904377L (en) 1979-11-20
SE448864B true SE448864B (en) 1987-03-23

Family

ID=25424090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7904377A SE448864B (en) 1978-05-19 1979-05-18 SET TO PREPARE A WATER SOLUTION SUITABLE FOR PREPARATION OF CHLORIDE Dioxide AND SIMILAR REDUCTION OF CHLORINE CONTENT IN A GAS SHELLED CHLORO Dioxide stream

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4216195A (en)
BR (1) BR7903118A (en)
CA (1) CA1118580A (en)
FI (1) FI68601C (en)
FR (1) FR2426017A1 (en)
NZ (1) NZ190345A (en)
PT (1) PT69625A (en)
SE (1) SE448864B (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE9002262D0 (en) * 1990-06-27 1990-06-27 Eka Nobel Ab PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CHLOROXIDE
US5205995A (en) * 1991-04-22 1993-04-27 Sterling Canada Inc. Metathesis of acidic by-product of chlorine dioxide generating apparatus
US5324497A (en) * 1992-02-26 1994-06-28 Westerlund G Oscar Integrated procedure for high yield production of chlorine dioxide and apparatus used therefor
US5294307A (en) * 1992-07-31 1994-03-15 Huron Tech Corp Integrated process for the production of alkali and alkaline earth metal chlorates and chlorine dioxide
CA2079633C (en) * 1992-07-31 1998-04-28 John Robert Jackson Method for the preparation of chlorates from waste gas streams obtained from the production of chlorine dioxide
US5433938A (en) * 1992-10-23 1995-07-18 Vulcan Chemicals Chlorine-destruct method
US6322768B1 (en) 1998-09-29 2001-11-27 International Paper Company Recovery of chlorine dioxide from gas streams
KR100521652B1 (en) * 2002-04-29 2005-10-14 (주)데오테크 Apparatus and Method for Producing Chlorine Dioxide Gas in a High-Purity and Long-Term Storage of Chlorine Dioxide
TWI447065B (en) * 2007-07-13 2014-08-01 Akzo Nobel Nv Process for the production of chlorine dioxide
UY32927A (en) * 2009-10-12 2011-03-31 Akzo Nobel Chemicals Int Bv PROCESS FOR THE PRODUCTION OF CHLORINE DIOXIDE
EP3845488A4 (en) * 2018-08-30 2021-09-01 Guangxi Bossco Environmental Protection Tcchnology Method for preparing high-purity chlorine dioxide using combination of methyl alcohol and hydrogen peroxide as reducing agent
CN113825723A (en) 2019-04-02 2021-12-21 埃科莱布美国股份有限公司 Pure chlorine dioxide generation system with reduced acid usage

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2036311A (en) * 1934-08-15 1936-04-07 Mathieson Alkali Works Inc Production of chlorine dioxide
US2036375A (en) * 1934-08-15 1936-04-07 Mathieson Alkali Works Inc Production of chlorine dioxide
US2731329A (en) * 1952-09-20 1956-01-17 Kamlet Lab Process for oxidizing nitrosyl chloride
US2863722A (en) * 1955-03-08 1958-12-09 Hooker Chemical Corp Chlorine dioxide production
US2871097A (en) * 1956-02-06 1959-01-27 Hooker Chemical Corp Production of chlorine dioxide
NL113586C (en) * 1956-04-26 1900-01-01
US3056656A (en) * 1958-05-20 1962-10-02 Olin Mathieson Production of aqueous perchloric acid
US3816077A (en) * 1971-05-21 1974-06-11 Hooker Chemical Corp Chlorine dioxide generating system
US3823225A (en) * 1972-10-19 1974-07-09 Olin Corp Removal of available chlorine from alkali metal chlorate-chloride solution and production of chlorine dioxide from said solution
US3920801A (en) * 1974-04-05 1975-11-18 Hooker Chemicals Plastics Corp Method of producing chlorine dioxide from hydrogen chloride

Also Published As

Publication number Publication date
NZ190345A (en) 1981-02-11
BR7903118A (en) 1979-12-11
FI68601C (en) 1985-10-10
US4216195A (en) 1980-08-05
FR2426017B1 (en) 1984-12-21
FI68601B (en) 1985-06-28
CA1118580A (en) 1982-02-23
SE7904377L (en) 1979-11-20
FR2426017A1 (en) 1979-12-14
PT69625A (en) 1979-06-01
FI791552A (en) 1979-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI66818C (en) FRAMSTAELLNING AV KLORDIOXID
AU603252B2 (en) Process for production of chlorine dioxide
SE500043C2 (en) Process for continuous production of chlorine dioxide
SE413663B (en) SET FOR CONTINUOUS PREPARATION OF A CHLORIDE Dioxide, DLOR AND NEUTRAL ALKALIMETAL SALT MIXTURE
SE448864B (en) SET TO PREPARE A WATER SOLUTION SUITABLE FOR PREPARATION OF CHLORIDE Dioxide AND SIMILAR REDUCTION OF CHLORINE CONTENT IN A GAS SHELLED CHLORO Dioxide stream
CA1333519C (en) Process for the production of chlorine dioxide
BR112012016978B1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF CHLORINE DIOXIDE
US3754081A (en) Process for the production of chlorine dioxide,chlorine and a mixtureof an alkali metal sulfate and bisulfate
US3760065A (en) Production of chlorine dioxide
US4393036A (en) Production of mixed sulfuric and hydrochloric acid feed and chlorine dioxide generation therewith
NO148410B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CHLORODIOXIDE, CHLORINE AND AN ALKALIMETAL SALT.
CA1171238A (en) Chlorine dioxide production using mixed acid feed
SE452756B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CHLORIDE Dioxide
US3933987A (en) Simultaneous production of chlorine dioxide and a salt of a strong acid
US3950500A (en) Method of producing chlorine dioxide
SE452450B (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING A UNDERLYCHLORIC ACID SOLUTION OF CHLORGE GAS AND DEVELOPMENT PROCEDURE
SE438145B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CHLORIDE Dioxide, CHLORINE AND ALKALIMETAL SALTS UNDER EXCHANGE OF USE OF HYDROCHLIC ACID AND SULFURIC ACID
FI79078B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KLORDIOXID.
CA1049950A (en) Integrated system for the production of chlorine dioxide
EP0535113B1 (en) Methanol-based chlorine dioxide process
CA1170816A (en) Production of mixed acid feed for chlorine dioxide generation
SE453745B (en) Prodn. of chlorine-free chlorine di:oxide used as bleaching chemical
CA1079484A (en) Method of producing chlorine dioxide
FI80436B (en) Process for generating chlorine dioxide gas
PL60931B1 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 7904377-4

Effective date: 19941210

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 7904377-4

Format of ref document f/p: F